五重星系,正在接受冲击波的洗礼

百科   2024-12-09 21:32   福建  

在距离地球2.9亿光年的宇宙一角,正在上演一场壮观的天文事件,其中四个星系正在进行紧密的交互作用,充满了过去碰撞留下的碎片,交互作用所产生的能量之大,甚至让星系间被X射线冲击波点亮。

韦伯望远镜拍摄的史蒂芬五重星系(照片中仅可见四个,最下面其实还有一个)

这个星系群被称为史蒂芬五重星系(Stephan's Quintet),乍看之下,五个星系似乎聚集在一起,因此19世纪在刚被发现时被这样记录。

其中的第五个星系(NGC 7320,上图中最左边的螺旋星系)实际上并未与另外四个靠近,它只是刚好与其他星系在同一视线方向上,这个外来星系距离我们约4000万光年,而其他四个星系则靠得足够近,形成了引力上的纠缠,展开了一场长达数十亿年的复杂舞蹈。

这场舞蹈产生了一片气体云—可能是从星系中剥离出来的,悬浮于星系际空间,并因其交互作用受到了震撼与加热,最新的观测显示,其中一个星系以每小时320万公里的速度如同破坏球般穿过整个星系群,引发了剧烈的变动。

由西班牙的威廉·赫歇尔望远镜搭载增强区域速度探测器(WEAVE)广域光谱仪揭示了这片受震气体的新细节,显示NGC 7318b正以高速穿行于星系群,惊人的速度形成了一个强大的波前,就像喷射机产生的音爆一样,形成了一个规模比银河系还大的冲击波。

照片中的蓝色部分为钱德拉X射线望远镜所拍摄,并将2000年哈伯拍摄的影像进行叠合而成。

照片中的蓝色部分为钱德拉X射线望远镜所拍摄,并将2000年哈伯拍摄的影像进行叠合而成。

当冲击波穿越冷气体时,能量强大到足以将电子从原子中剥离,留下发光的带电气体,这正是WEAVE擅长的取景范畴。然而,当冲击波穿越热气体时,它则被削弱,压缩气体并产生低频辐射,这些辐射可以透过类似LOFAR的无线电望远镜阵列观测到,这些发现将帮助科学家了解大型星系之间的碰撞与合并过程。

由WEAVE与韦伯望远镜叠合的影像。
由LOFAR及VLA无线电阵列,针对史蒂芬五重星系拍摄的画面

史蒂芬五重星系对科学家来说是一个极具吸引力的研究对象,如此复杂的环境且距离地球相对较近,实属罕见。

由于像银河系这样的星系被认为是藉由其他星系的碰撞和合并而成长,每一点新的资讯都值得深入探索。研究团队认为这些新细节可能就隐藏在人类观测能力的极限之外,正等待合适的仪器来发掘它们,该研究已发表于《皇家天文学会月刊》。

  • 来源:https://tam.gov.taipei/News_Content.aspx?n=EF86D8AF23B9A85B&sms=F32C4FF0AC5C2801&s=6CCC8872F652D187

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